PROPOSTA PARA A FORMULAÇÃO DE SOLUÇÕES NUTRITIVAS EM ESTUDOS DE NUTRIÇÃO VEGETAL
III. REVISIÓN DE LITERATURA
3.3 Características químicas de las soluciones nutritivas
Steiner (1961) es autor del método universal Steiner para preparar una solución nutritiva de cierta composición deseada; este método plantea que la composición química de una solución nutritiva comprende: 1) las concentraciones de los iones componentes (relación mutua de cationes y relación mutua de aniones), 2) la concentración iónica total (presión osmótica) y 3) el pH.
Steiner (1984), elaboró una solución nutritiva universal, la cual se distingue por relaciones aniónicas y catiónicas particulares, concentración iónica total y un pH deseado. Las relaciones mutuas entre los aniones y los cationes, ambas en equivalentes son dadas como universales; esta solución ha sido probada en diferentes cultivos con éxito.
3.3.1 Presión osmótica
La respuesta de las plantas en crecimiento y desarrollo a la solución nutritiva del cultivo hidropónico depende de varios factores, el más importante de estos es la concentración total de iones expresada como la presión osmótica de la solución nutritiva (Steiner, 1966).
La presión osmótica es una propiedad fisicoquimica de las soluciones, la cual depende de la cantidad de partículas o solutos disueltos (Segal, 1989).
Un aumento de la presión osmótica debido al incremento en el contenido de nutrimentos o de otros iones en la solución nutritiva provoca que la planta efectue mayor esfuerzo para absorber agua y algunos nutrimentos (Asher y Edwars, 1983; Marschner, 1995) y por consiguiente un desgaste de energía metabólica.
3.3.2 Relación mutua de aniones y relación mutua de cationes
Steiner (1961) menciona que experimentos con cultivos en los cuales la solución nutritiva fresca fue añadida continuamente a las plantas, mostraron que los iones individuales son absorbidos aún en concentraciones muy bajas, pero es probable que para cada planta exista una cierta concentración mínima, abajo de la cual la absorción no es más alta en una velocidad requerida.
En el otro extremo de concentración, el consumo excesivo puede conducir a una toxicidad interna. El punto de discusión es la existencia de una concentración óptima de cierto cultivo bajo condiciones ambientales dadas, o sea que sus proporciones relativas y no sus concentraciones absolutas son los factores determinantes. Es decir, que si las concentraciones absolutas son consideradas ser factores determinantes, las proporciones relativas de los diferentes iones pueden ser consideradas si la concentración iónica total está incluida.
Steiner (1961) estableció el concepto de relación mutua entre los aniones NO3-, H2PO4- y SO4=, y entre los cationes K+, Ca** y Mg++. Se basó en el hecho de que una solución nutritiva debe estar regulada en sus macronutrimentos, los cuales corresponden a los iones mencionados. La regulación consiste no sólo en la cantidad absoluta de cada uno de ellos, sino además, en la relación cuantitativa que se establece entre los cationes por una parte y los aniones por la otra.
Steiner (1968) señala respecto a la concentración de un ión, que el problema más importante es la relación que tiene respecto a los otros dos restantes de su misma carga eléctrica, esto es lo que se denomina como la relación aniónica relativa si se trata de aniones y relación catiónica relativa al referirse a los cationes.
La relación mutua entre los iones en la solución Steiner en porcentaje es 60:5:35 para NO3-; H2PO4: SO4= y 35:45:20 para K+:Ca++:Mg++.
3.3.3 pH de la solución nutritiva
Steiner (1968) menciona que en una verdadera solución nutritiva se tienen todos los iones en forma libre y activa, el pH es importante para la disponibilidad de iónes, en un pH alto no es posible tener un contenido alto en calcio y fosfato.
El pH es importante para favorecer la solubilidad del H2PO4-
La forma iónica en que el fósforo es más fácilmente absorbido por las plantas es el H2PO4- . Sin embargo la concentración de este ión en la solución cambia el pH, de acuerdo con la siguiente reacción.
H3PO4+ H+ + H2PO4-
H2PO4- H+ + HPO42-
El pH en que predomina el H2PO4- sobre el HPO42- es entre 5.5 y 6.0; precisamete entre estos límites de pH se tiene la mejor difusión de H2PO4- en el espacio libre aparente de la planta y se mejora la absorción por parte de las plantas desarrolladas en hidroponía.
En las soluciones nutritivas se pueden presentar problemas por precipitación de fósforo cuando el pH es mayor de 7.5. Bajo esta condición cuando el producto de las concentraciones de Ca2+ y HPO42- presentes en la solución nutritiva supera el valor de 2.2 mol m-3 ocurre precipitación de CaHPO4 (Steiner, 1984).
Steiner (1968), sugiere mantener el pH lo más constante posible, siendo este 6.0 a 6.5. En esta área el equilibrio de disociación de los fosfatos y carbonatos da la mayor capacidad tampón con respecto al pH.
Se puede concluir que el pH apropiado de una solución nutritiva para el desarrollo de un cultivo en hidroponía está entre 5.5 a 6.5. Sin embargo, el pH de una solución nutritiva no es estático, sino que varía en función de la diferencia en la magnitud de absorción por las plantas, de aniones respecto a los cationes. Cuando los aniones son absorbidos en mayor magnitud por ejemplo, cuando la fuente de N en la solución nutritiva es únicamente NO3- la planta excreta aniones OH- o HCO3- para contrarrestar las cargas eléctricas en su interior (Marschner, 1995), lo cual genera un pH alcalino. A este proceso se le llama alcalinidad fisiológica. La solución Steiner es de este tipo. Dicho de otra manera, en la medida que la planta absorbe una proporción mayor de aniones que de cationes, se incrementa el pH de la solución.
3.4 Respuesta de la planta a la solución nutritiva.